Waarom lukt het met de modernste apparatuur nog steeds niet de atomen optisch te zien?

janpieter, 24 jaar
16 augustus 2010

Een vraag die mij al lang bezig houdt: Hoe komt het dat met alle moderne apparatuur van de laatste decennia zoals de scanning tunneling microscoop, de atoomkrachtmicroscoop,de elektronenmicroscoop,de deeltjesversneller het niet mogelijk is of niet lukt om atomen optisch te kunnen zien? Bij alle artikelen die ik hierover lees lukt het alleen om atomen onrechtstreeks te zien.

Antwoord

De scanning tunneling microscoop, de atoomkrachtmicroscoop,de elektronenmicroscoop en de deeltjesversnellers zijn moderne apparaten maar geen optische toestellen.

De term optisch is voorbehouden voor zichtbaar, infrarood en ultraviolet licht. Op dit type licht staat een limiet, de diffractie-limiet van Ernst Abbe, die de resolutie beperkt. De wet van Abbe gaat als volgt: de afstand d waar voorwerpen apart mee kunnen worden waargenomen is gelijk aan de golflengte van licht gedeeld door (2x) de brekingsindex n en de sinus van de openingshoek van de gebruikte lens. (Of grofweg: d = een halve golflengte van het gebruikte licht.)

Door deze beperking zijn we optisch (nog) niet in staat om atomen individueel waar te nemen. Zo is de resolutie bij zichtbaar-licht microscopen begrensd tot ongeveer 0.25 µm (10^(-6) m). Atomen zijn van de orde 1 ångström (10^(-10) m). Er zijn echter trucken om de diffractie limiet te buigen (maar niet te breken). Zie het artikel in bijlage. Er is dus hoop ...

Reacties op dit antwoord

  • 17/08/2010 - janpieter(vraagsteller)

    Hallo, U zegt: er is dus hoop,daaruit kan ik concluderen dat het niet onmogelijk is maar dat de wetenschap nog niet zo ver is?

  • 17/08/2010 - (wetenschapper)

    Er is inderdaad hoop. Zoals blijkt uit de pdf die ik toevoegde aan mijn antwoord hierboven. Gammastralen beschouwt men niet meer als in het optisch gebied. Dat is dus alleen voor zichtbare, infrarode en ultraviolette fotonen voorbehouden. Maar je denkwijze is juist. Door de kleine golflengte is gammastraling beter geschikt om naar atomen te kijken. Jammer genoeg is deze straling moeilijker op te wekken op een veilige en controleerbare manier.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Beantwoord door

Dr. Jan Buytaert

Biomedische Fysica en Optica: *midden- en binnenoor mechanica *elektro-optica *tomografie *interferometrie *3D beeldvorming *endoscopie *beeldverwerking *profilometrie *topografie *programmeren *klassieke fysica


Prinsstraat 13 2000 Antwerpen
http://www.ua.ac.be

Zoek andere vragen

© 2008-2018
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen